Архитектура ЭВМ и язык ассемблера презентация

–
–
–
Часть оконных примитивов
• Структуры сложных данных
–
Точка
Область экрана
Системное сообщение
Класс окна
• Необходимые процедуры
– MessageBox : Вывод текста в граф.режиме
– WinMain : Инициализация граф.приложения
– WinProc : Обработка системных событий
– ErrorHandler : Обработка ошибок (необяз.)

Оконный сценарий
.386
.model flat,STDCALL
INCLUDE GraphWin.inc
.data
; Определим структурную переменную,
описывающую класс окна
.code
WinMain PROC
; Определим дескриптор текущего процесса
; Загрузим образы пиктограммы и курсора
программы.
; Зарегистрируем класс окна
; Создадим основное окно программы
; - если ошибка, отобразим сообщение и
остановимся
; Отобразим окно на экране и обновим его
содержимое
; Выведем приветственное сообщение
; Создадим цикл обработки сообщений
; Получим новое сообщение из очереди
; Если в очереди больше нет сообщений,
остановимся
; Отправим сообщение на обработку
WinProc нашей программы
WinMain ENDP
WinProc PROC,
; Эта процедура обрабатывает некоторые
сообщения, посылаемые системой Windows
нашему приложению.
; Щелчок левой кнопкой мыши?
; Окно создано?
; Окно закрыто?
; Обработка остальных сообщений выполняется
стандартной процедурой системы Windows.
WinProc ENDP
;---------------------------------------------------
ErrorHandler PROC
; Получим код ошибки
; Определим адрес текстового сообщения об
ошибке
; Отобразим сообщение об ошибке
; Освободим память, cсообщением об
ошибке
ErrorHandler ENDP
END WinMain

Иерархия обращения к УВВ и «УВВ»
• Средства ЯВУ: операции, операторы
• Библиотеки функций call/INVOKE
– ЯВУ: стандартные и «фирменные»
– специальные
– системные
• Системный вызов: int
• Обращение к BIOS (RM/VM): int
• Обращение к памяти и портам в/в: in,out

УBB
ЦП
Порты ввода/вывода
Пространство
регистров
Пространство
адресов
памяти
Основная
память
Пространство
адресов портов
ввода/вывода
УBB
УBB
УBB
Регистры
Среда взаимодействия
IN аккумулятор, порт
OUT порт, аккумулятор
• Порт
– 00h-FFh
– DX
• Аккумулятор
– AL
– AX
– EAX

Пример
timer
EQU
42h
обращения к
портам в/в
.code
in
or
L2:
TITLE Программа включения динамика (Spkr.asm)
INCLUDE Irvine16.inc
speaker EQU 61h ; Порт управления динамиком
; Порт управления таймером
delay1 EQU 500 ;
delay2 EQU 0D000h ; Задержка между сменой тонов
main PROC
al,speaker
push ax
al,00000011b
out speaker,al
mov al,60
out timer,al
mov cx,delay1
; Определим состояние динамика
; Сохраним байт состояния
; Установим два младших бита
; Включим динамик
; Начальная высота тона
; Запустим таймер
; Установим задержку сменой тонов
L3:
push cx
mov cx,delay2
; Сохраним счетчик внешнего цикла
L3a: loop L3a
pop cx
loop L3
sub al,1
jnz L2
pop ax
and al,11111100b
out speaker,al
exit
main ENDP
END main
; Внутренний цикл задержки
; Внешний цикл задержки
; Повысим тон
; Играем следующую ноту
; Восстановим байт состояния
; Сбросим 2 младшие бита
; Выключим динамик

–
–
–
–
–
Прерывания (RM/VM)
• Вход прерываний и контроллер прерываний
• Таблица векторов прерываний
• Действия при поступлении прерывания
установка сигнала и передача процессору номера
сохранение флагов FLAGS и счётчика команд CS:IP
передача управления по вектору прерывания
<действия по обработке прерывания>
Восстановление флагов и счётчика команд iret
• Разрешение и запрет прерываний: sti и cli
• Программные прерывания int <номер>

.data
message
BYTE
Пример обращений к BIOS
main PROC
mov
ds,ax
TITLE Вывод цветного текста в окно (TextWin.asm)
; Отображает на экране цветное окно и выводит в него текст.
INCLUDE Irvine16.inc
"Текст, выводимый в окно", 0
.code
mov ax,@data
; Прокрутим окно
mov ax,0600h ; Номер функции
mov bh,(blue SHL 4) OR yellow ; Атрибут
mov cx,050Ah ; Координаты левого верхнего угла
mov dx,0A30h ; Координаты правого нижнего угла
int
10h
; Переместим курсор внутрь окна
mov ah,2
mov dx,0714h
mov bh,0
int 10h
; Выведем текст в окно
mov dx,OFFSET message
call WriteString
; Ждем нажатия на любую клавишу
mov ah,10h
int 16h
exit
main ENDP
END main
; Номер функции
; Строка 7, столбец 20
; Видеостраница 0

Средства BIOS для работы с…
• клавиатурой – int 16h (09h, 1Bh)
• экраном – int 10h
• мышью – int 33h
• параллельным интерфейсом – int 17h
• последовательным интерфейсом – int 14h
• списком устройств – int 11h
• системным таймером – int 1Ah (1Ch)
• эмулятором плавающей точки – int 14h
• диском на уровне секторов – int 13h
•…

;
;
;
Пример обращения к DOS
TITLE Hello World Program
(Hello.asm)
; Эта программа отображает "Hello, world!"
.model small
.stack 100h
.386
.data
message BYTE "Hello, world!",0dh,0ah
.code
main PROC
mov ax,@data
mov ds,ax
mov
ah,40h
функция вывода в канал
mov
mov
mov
int
bx,1
cx,SIZEOF message
dx,OFFSET message
21h
;
дескриптор стандартного вывода
количество байт
адрес буфера
.exit
main ENDP
END main

–
–
–
–
•
•
•
•
•
Средства DOS: int 21
• Чтение/запись
стандартные каналы
последовательный интерфейс
параллельный интерфейс
клавиатура и экран
Работа с файлами и каталогами
Работа с системным временем
Работа с памятью
Работа с программами/процессами
Работа с диском «напрямую»
•
…

«Жёсткие» диски

•
•
•
•
•
Адресация диска и старт системы
• Устройство типа «hard disk drive»
– Сектор – «квант» обмена: 512 байт
– Геометрия: цилиндр/дорожка/сектор, трансляция, LBA
• BIOS - Basic Input/Output System
– POST-Power-On Self Test
– логическая адресация секторов
– выбор устройства
Загрузка с диска: Master Boot Record/Partition Table
Выбор раздела: Primary, Extended, Logical, Active
Загрузка c раздела: Boot Sector/Volume
Загрузка с тома: OS Loader/File system
Загрузка из файлов: OS

–
–
–
–
Файловые системы
• Кластер – квант размещения данных
– эффективность использования пространства
• FAT:Таблица размещения кластеров
– разрядность элемента: 12, 16, 32 бит
– секторов в кластере: 20, 21,… , 26
– кластеров в томе: ≤4087, ≤65526, ≤268 435 456
• NTFS
многодисковый том
–
Unicode
права доступа, квоты
шифрование, сжатие
журналирование, зеркалирование

Форма с плавающей запятой
• Экспонециальная форма X= ± mq ± p
Модуль порядка Модуль мантиссы
m p
• Смещение порядка
Смещённый порядок Модуль мантиссы
m
• Нормализация, скрытая единица
m0 =1 ± … …
• Денормализованные числа
± ± pn-1 … p1 p0 m0 m-1 … m-n
± pn pn-1 … p1 p0 m0 m-1 … m-n
pn
pn-1
p1
p0
m-1
m-2
m-n-1
m
m
±
±
±
m0 =0 ±
• Бесконечности
pn
pn-1
…
p1
p0
m-1
m-2
…
m-n-1
• Не числа
– гласные
– тихие
m
m
m
1
1
1
1
1
1
…
…
…
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
m-2
m-2
…
…
…
0
m-n-1
m-n-1

Что же представимо ?
Переполнения
Нормализованные
Денормализованные
Потеря значимости
Нуль
… p-2
p-1
p
p+1
p+2

•
•
•
•
Особенности операций
Переполнение: сверхбольшой порядок
Потеря значимости: сверхмалый порядок
Неоднозначность (нуля)
Особые случаи:
– ненормализованные, бесконечности, «не числа»
• Бесконтрольная относительная погрешность
– Вычитание близких
– Сложение разномасштабных
• Неассоциативность
• Проблемы округления
– http://www.delphikingdom.com/asp/viewitem.asp?catalogid=374
– http://www.delphikingdom.com/asp/viewitem.asp?catalogid=1217

Стандарт iEEE 754
http://en.wikipedia.org/wiki/iEEE_floating-point_standard
Одинарный
Одинарный
расширенный
Двойной
Двойной
расширенный
Слово (бит)
Порядок (бит)
Смещение порядка
Значения порядка
Мантисса (бит)
32
8
127
-126÷127
23/24
≥43
≥11
-
≤-1022 ÷ ≥1023
≥31
64
11
1023
-1022 ÷1023
52/53
≥ 79
≥15
-.
≤-16382 ÷ ≥ 16383
≥63
• Округления
– round-down
– round-half-up
– round-ceiling
– round-floor
• Ещё округления
– round-half-even
– round-half-down
– round-up
– …

•
•
•
•
ST(2)
◄ST(0)
Модель «сопроцессора» FPU
Обмен c CPU через память
Операция
9 0
Управление
Состояние
Теги стека
15 0
Указатель команды
Команду выбирает CPU
Данные выбирает CPU
CPU ждёт FPU
– FWAIT/WAIT
R7
R6
R5
R4
R3
R2
R1
R0
79
Указатель данных
47 0
Стек ST(1)
Данных ST(7)
0
ST(4)
ST(3)
ST(6)
ST(5)
79
1.0
2.0
3.0
0
ST(1)
◄ST(0)
ST(7)